NSMB | Ribo-seq应用：环状RNA代谢调控因子的系统性筛选与翻译功能解析

环状RNA（circRNA）是一类由前体mRNA通过反向剪接形成的共价闭合单链RNA分子。由于缺乏5’末端和3’末端，circRNA表现出极高的细胞稳定性，使其成为生物医学领域极具潜力的治疗载体。

尽管circRNA在哺乳动物细胞中发挥着重要的调控作用，但其代谢过程中的反式作用因子尚不明确。目前，关于circRNA生物发生、核输出、降解及翻译的调控机制研究仍处于起步阶段。

现有的研究多集中于顺式作用元件的表征，而对参与这些过程的RNA结合蛋白（RBPs）的身份及其功能知之甚少。解析这些调控因子的功能对于开发高效的circRNA治疗策略至关重要。

2026年11月4日，加州大学Gene W. Yeo团队在Nature Structural & Molecular Biology上发表了题为“Large-scale RNA-binding protein tethering screen discovers modulators of circular RNA metabolism”的研究论文。该研究通过大规模系统性筛选，成功绘制了730种RBP调控circRNA生物发生、核输出、降解及翻译的全局网络，鉴定了包括LARP4B在内的7个能够大幅驱动外源载体翻译活性的关键分子。

文章索引

【标题】Large-scale RNA-binding protein tethering screen discovers modulators of circular RNA metabolism

【发表期刊】Nature Structural & Molecular Biology

【发表日期】2026年11月4日

【作者及团队】加州大学Gene W. Yeo团队

【IF】10.1

研究结果

一、建立偶联的环状RNA报告基因系统

本研究设计了包含微型基因的荧光素酶报告系统，通过强制偶联730种人源RBP来系统评估其对circRNA代谢的功能影响。

结合Dual‑LUC和PCR验证，筛选并鉴定了281种能够显著调节circRNA活性的候选RBP。

二、鉴定促进环状RNA翻译的RNA结合蛋白

研究聚焦于细胞质定位的候选因子，通过外源circRNA报告系统发现LARP4B能够在多种细胞系中显著增强circRNA的蛋白质翻译效率。

进一步分析表明，LARP4B不改变circRNA的RNA水平，而是通过与翻译起始因子相互作用来直接促进翻译。

三、体外合成环状RNA翻译促进因子的外源荧光素酶报告基因筛选

体外circRNA报告系统筛选锁定NUFIP2等6个具细胞类型依赖性的促翻译RBP。

结合eCLIP、RIP及Ribo-seq核糖体印迹分析等证实，LARP4B偏好结合AU富集序列且能显著提升靶标翻译效率，据此设计的载体可将翻译产量提高4至8倍。

四、RBM15是内源性环状RNA的多功能调节因子

通过对内源性circRNA进行功能获得与缺失研究，研究发现RBM15能够显著促进数百种内源性circRNA的表达。

偶联实验与细胞组分分离表明，RBM15不仅能促进circRNA的生物发生，还能将其滞留于细胞核内。

五、RBM15结合前体信使核糖核酸并调节环状RNA生物发生

RIP实验证实RBM15能够直接结合circRNA起源的前体信使核糖核酸。

通过突变RBM15的结合位点以及利用dCasRx或反义寡核苷酸阻断其结合，成功抑制了内源性circRNA的表达，确立了RBM15结合与circRNA生物发生之间的因果关系。

六、RBM15将IGF2BP1滞留于细胞核内

通过AP-MS分析，研究发现RBM15与IGF2BP1存在RNA依赖性相互作用。

co-IP和免疫荧光实验证明，RBM15过表达会导致IGF2BP1在细胞核内蓄积，而共表达IGF2BP1则能部分挽救circRNA的核内滞留表型。

七、RBM15是一个高度保守的环状RNA调节因子

通过 eCLIP测序数据，研究发现RBM15在反向剪接位点附近的的外显子区域富集结合。

小鼠和果蝇中的功能挽救与高通量测序实验进一步证实，RBM15在物种进化过程中保守调控circRNA的生物发生。

总结

本研究构建了大规模RBP系留筛选平台，全面解析了circRNA代谢的反式调控网络。研究不仅揭示了RBM15和LARP4B在circRNA生物发生与翻译中的关键功能，还为开发高效的circRNA治疗载体及精准调控内源性circRNA提供了实用的工程化策略。